Kovine so v okolju prisotne že naravno, antropogeno pa se širijo predvsem preko uporabe v industriji, v domači uporabi, kmetijstvu, medicini in tehnoloških procesih, pri odlaganju odpadkov ter preko kurišč in v prometu. Onesnaženje tal s težkimi kovinami traja desettisočletja in je z vidika človekove civilizacije praktično trajno. Težke kovine zelo težko odstranimo iz tal, saj se ne razgradijo kot se npr. organski onesnaževalci. Čiščenje težkih kovin iz tal je izjemno drago in tudi nepraktično zaradi velikih količin.
Glavni viri težkih kovin v okolju in njihove poti v prehransko verigo
Težke kovine in njihove spojine so naravno prisotne v okolju - najdemo jih v zemlji, vodi in zraku. Poleg naravnih virov pa raven kovin v živilih povečujejo tudi človekove dejavnosti, kot sta industrija in intenzivno kmetijstvo. Dodatno lahko pridejo v stik s hrano med predelavo ali skladiščenjem. Ljudje težke kovine vnašamo v telo preko rastlin, neposredno z vdihavanjem, z zaužitjem onesnaženih talnih delcev in tudi s pitjem vode.
Kadmij (Cd)
Kadmij je naravno prisoten v različnih spojinah v zemeljski skorji, skupaj s cinkom in svincem v sulfidnih rudah. Večino ga pridobijo med pridobivanjem cinka. Uporablja se predvsem za zaščito proti koroziji jekla, kot pigment v plastiki ter v električnih baterijah, elektronskih komponentah in jedrskih reaktorjih. Glavni vir širše onesnaženosti okolja s kadmijem so gnojila, pridobljena iz fosfatnih rud. V okolje pride tudi preko odpadnih vod, zgorevanja fosilnih goriv ali odpadkov, pronica lahko v podzemno vodo.
Človek je kadmiju izpostavljen prek zraka, pitne vode in hrane. Povečane koncentracije kadmija v pitni vodi so običajno posledica onesnaženosti vodnih virov ali uporabe neustreznih materialov (nečistoče v pocinkanih ceveh, spojkah, grelnikih ali hladilnikih vode, pipah). Na sproščanje kadmija pa dodatno lahko vpliva povečana kislost vode. Prisotnost kadmija v hrani je posledica onesnaženosti tal in vode tako iz naravnih virov kot iz antropogenih dejavnosti. V Evropi so glavni prehranski viri kadmija žita, zrnje, zelenjava, oreščki, stročnice in živalska drobovina. Povprečne vsebnosti kadmija v rastlinah so pod 0,1 mg/kg. Več kadmija (od 0,2 do 2 mg/kg) se nahaja v gobah, oljnih semenih in kakavovih zrnih, največje koncentracije so bile najdene v morskih algah, ribah in morskih sadežih ter v živilih za posebne prehranske namene. Glavni viri kadmija so tudi cigaretni dim, oceanske ribe, onesnažena voda, rafinirana in procesirana hrana, izpušni plini, zobni amalgam, upinjači in espresso kava. V mesu živali je vsebnost kadmija po navadi pod 0,01, medtem ko so koncentracije v ledvicah in jetrih višje (tudi nad 3 mg/kg), saj se kadmij nalaga v ledvicah in jetrih. Vir izpostavljenosti lahko predstavlja tudi uporaba glaziranih keramičnih posod za shranjevanje in pripravo živil.
Živo srebro (Hg)
Živo srebro je srebrno bela kovina, ki je pri sobni temperaturi v tekočem agregatnem stanju, v vodi pa je netopna. Njegova uporaba se zmanjšuje oz. celo ukinja, vendar so ga včasih uporabljali za številne izume in v različnih procesih. Najpomembnejši naravni viri živega srebra so izparevanje tega elementa iz zemeljske skorje ter delujoči vulkani. Glavni vir onesnaženosti z živim srebrom je dandanes onesnaževanje s fosilnimi gorivi in z medicinskimi odpadki. Posebej problematične so velike ribe, saj so na vrhu prehranjevalne verige, medtem ko imajo manjše ribe, kot so sardelice, precej manj živega srebra. Živo srebro je na splošno zelo pogosto v okolju, preide lahko tudi preko matere na posteljico ter se najde kot polutant v mleku in vodi. K akumulaciji v telesu prispeva tudi zobni amalgam, uporaba v termometrih ter v številne industrijske in farmacevtske namene.
Svinec (Pb)
Svinec je težka, strupena kovina, ki je izjemno odporna na korozijo. V naravi najdemo le malo čistega svinca, v glavnem v obliki rud. Svinec se nahaja na površju tal, z globino pa se njegova koncentracija zmanjšuje. Zelo je pogost v okolju in se uporablja (ali se je) za številne vsakodnevne stvari, kot so stenske barve. Med drugim je v večini starejših vodovodnih cevi, v osvinčenih gorivih, zobnih amalgamih, industrijskih odpadkih, avtomobilskih baterijah, pesticidih, barvah za lase, cigaretnem dimu ter v kontaminirani vodi.
Aluminij (Al)
Aluminij sicer ni težka kovina, je pa precej razširjena kovina, ki pa se v telo slabo absorbira preko prebavnega trakta in pljuč. Viri aluminija so lahko aluminijasta posoda, alu folija, pecilni prašek, antacidi, sredstva za sušenje, kozmetika, antiperspiranti, konzerve, bela moka (beljena s kalijevim alumom) in farmacevtski izdelki.
Arzen (As)
Danes je arzen pogost okoljski onesnaževalec. Anorganski arzen je toksičen. Kontaminacija pri ljudeh prihaja predvsem iz virov hrane, kot so ribe in školjke, perutnina, zelenjava tretirana s pesticidi (svinčev arzenat) in v splošnem onesnažena voda in zrak.
Nikelj (Ni)
Nikelj ni zelo toksičen, manjšo količino ga telo celo rabi v obliki mikroelementa. V človeškem telesu najdemo manjše količine niklja (okoli 1 mg), ki je koncentriran v trebušni slinavki in kosteh, pa tudi v slini, znoju in serumu. Nikelj je prisoten v številni zelenjavi, sušenem sadju, stročnicah, čokoladi, morski hrani in kosmičih.
Kositer (Sn)
Čeprav kositer lahko obravnavamo tudi kot toksičen element, študije kažejo njegovo fiziološko vlogo v zelo nizkih koncentracijah. Po drugi strani njegov presežek posega v metabolizem cinka, bakra in kalcija. S hrano ga dobimo predvsem, če jemo hrano iz pločevink ali preko zobnih protez.
Cezij (Cs)
Cezij je zelo redek kemijski element. Od eksplozije v Černobilu so se izotopi cezija razpršili po celotni Evropi, na vzhodu v nevarnih količinah onesnažujejo reke, podtalnico in številne užitne vrste živali in rastlin. Cezij se uporablja tudi za radioterapijo, diagnostične rentgene in nekatere tipe CAT skeniranja.
Težke kovine so strupene. V telesu se nalagajo in ko koncentracija preseže določeno mejo, povzročijo številne bolezenske znake, med drugim bruhanje, otekanje, glavobol, omotičnost in celo smrt. Nevarne so tudi v najmanjših količinah. Evropska agencija za varnost hrane (EFSA) že vrsto let spremlja tveganja, povezana s težkimi kovinami. Med najbolj skrb vzbujajoče spadajo svinec, kadmij, živo srebro, anorganski arzen, nikelj in anorganski kositer. EFSA redno objavlja strokovna mnenja o njihovem vplivu na zdravje in določa priporočene mejne vrednosti vnosa (TDI). Konec leta 2024 je EFSA ocenila tudi tveganje zaradi uživanja organskih arzenovih spojin, ki se pojavljajo predvsem v ribah, morskih sadežih in algah. Od 1. julija 2025 je pričela veljati še nova uredba (EU) 2024/1987, ki prvič določa tudi dovoljene meje niklja v določenih živilih.
Vpliv težkih kovin na zdravje ljudi
Težke kovine, ki se kopičijo v telesu, ne vplivajo le na telesne funkcije, temveč tudi na naše vedenje, čustva, mišljenje. Delovanje težkih kovin - arzena, aluminija, železa, niklja, svinca, živega srebra, bakra, mangana in organsko vezanega cinka - povzroča poškodbe živčnega sistema. Te poškodbe se kažejo s simptomi različnih nevroloških in psihiatričnih obolenj, poškodb celične presnove, genetske okvare, kot poškodbe imunskega sistema, živčnih celic, pretoka krvi in spolnih organov. Škodljivo delovanje težkih kovin se kaže predvsem v spremenjenem duševnem obnašanju človeka. Težke kovine čezmerno ustvarjajo proste radikale, ki stalno dražijo imunski sistem, kar sčasoma načne telesna tkiva in organe.
Specifični vplivi določenih kovin
- Kadmij: Visok vnos kadmija lahko moti metabolizem kalcija, česar posledica je osteomalacija (zmanjšana mineralizacija in mehčanje kosti) ali osteoporoza (izguba gostote in krhkost kosti). Njegov vnos je povezan s povečanim tveganjem za razvoj raka pljuč, materničnega vratu, mehurja in dojk. Dolgotrajno izpostavljenost pa povezujejo tudi s povišanim krvnim tlakom in sladkorno boleznijo. IARC (Mednarodna agencija za raziskovanje raka) uvršča kadmij med dokazane kancerogene snovi za človeka (I. skupina).
- Svinec: Negativno vpliva na razvoj možganov in živčevja. IARC ga uvršča med možne kancerogene.
- Arzen: Povezan je z rakom pljuč, kože, jeter in limfnega sistema. IARC ga uvršča med dokazane kancerogene snovi za človeka.
- Živo srebro: Zastrupitev lahko povzroča globoke duševne spremembe, ki se izražajo kot depresija, egoizem, pohlepnost ali pa kot kronična utrujenost.
Od vseh starostnih skupin so najbolj ogroženi otroci, mlajši od 6 let. Ogroženost je večja zaradi higienskih navad in fizioloških značilnosti organizma, pri katerem je absorpcija svinca iz prebavil v primerjavi z odraslim kar za 50% večja. Pri pomanjkanju železa in vitamina D je absorpcija svinca še večja. Tudi dojenčki in majhni otroci so ranljiva skupina, saj imajo nizko telesno maso in pogosto enolično prehrano. Riževi izdelki, ki so pogosto del njihovega jedilnika, so lahko pomemben vir anorganskega arzena.
Zelenjava in težke kovine: dovzetnost in akumulacija
Težke kovine se ne nalagajo enako v vse vrste rastlin. Nekatere so bolj dovzetne, druge manj. Hiperakumulatorji so rastline, ki lahko rastejo na tleh z zelo visokimi koncentracijami kovin, absorbirajo te kovine skozi korenine in jih koncentrirajo v svojih tkivih. Hiperakumulatorje uporabimo za fitoremediacijo tal, kar je odstranjevanje kovin iz tal s pomočjo rastlin. Do sedaj so odkrili in preučili že več kot 400 vrst iz rodov Brassica, Alyssum, Arabidopis in Petrisis. Večina hiperakumulatorjev je selektivnih za en element in niso uspešni na rastiščih z vsebnostjo več težkih kovin. Problem je, da so hiperakumulatorji rastline, ki rastejo počasi in imajo majhen letni prirastek. Zato v svetu intenzivno poteka iskanje ustreznih hitreje rastočih rastlin-kandidatk, kot je oljna ogrščica, za uporabo pri fitoremediaciji.
Na splošno velja, da je listnata zelenjava precej bolj obremenjena s težkimi kovinami kot npr. grah in fižol. Vsebnosti težkih kovin v užitnih delih rastlin niso enake. Pri oceni tveganj prehoda težkih kovin v človeka preko hrane je treba upoštevati specifične sposobnosti rastlin za odvzem težkih kovin iz tal in različne akumulacije težkih kovin v užitnih delih rastlin. Kot so pokazale raziskave, lahko na domačih vrtovih najdemo presežene mejne vrednosti nekaterih težkih kovin.
Ugotovitve raziskav o težkih kovinah v zelenjavi
V diplomskem delu, ki je obravnavalo določanje 18 težkih kovin v 54 vzorcih zelenjave z induktivno sklopljeno plazmo z masno spektrometrijo (ICP-MS), so bile ugotovljene naslednje pomembne informacije:
- Največ zgornjih mejnih vrednosti je presegala bučka iz Španije.
- Za barij (Ba) je bila izmed vseh težkih kovin v različnih vzorcih zelenjave največkrat presežena zgornja mejna vrednost.
- Vsebnost arzena (As) je dvakrat presegla zgornjo mejno vrednost, in sicer v čebuli nizozemskega porekla in čebuli avstrijskega porekla.
- Za kadmij (Cd) je bila v 5 vzorcih zelenjave presežena zgornja mejna vrednost, od tega so bili 3 vzorci z domačega vrta, 2 pa kupljena v trgovinah v Mariboru. Mejna vrednost kadmija v rastlinah je 0,1 mg/kg. Primeri preseganja: vzorec korenčka iz Gorenjske je vseboval 0,19 mg/kg, vzorec iz Dolenjske pa 0,57 mg/kg.
- Vsebnosti svinca (Pb) in kositra (Sn) niso kvantitativno določili v nobenem vzorcu zelenjave.
Na Nacionalnem inštitutu za javno zdravje mirijo, da občasen presežen vnos kadmija naj ne bi ogrozil zdravja, težava bi nastala, če bi se takšni vnosi vrstili več let ali desetletij.
Strategije za zmanjšanje izpostavljenosti in kontaminacije tal
Popolnoma se težkim kovinam težko izognemo, lahko pa zmanjšamo izpostavljenost z več ukrepi, ki vključujejo upravljanje s tlemi in prehranske navade.
Upravljanje tal in kmetijske prakse
Za dobra vrtna tla velja, da vsebujejo ustrezno količino hranil, imajo rahlo kisel pH (pH med 6 in 7) in vsebujejo okoli 4 % - 8% humusa. Pri onesnaženju tal s težkimi kovinami je treba upoštevati, da so nekatere težke kovine (bor, cink, baker, mangan, molibden) tudi mikrohranila, ki jih rastline nujno potrebujejo za svoj razvoj v majhnih količinah. Pri povečanih količinah v tleh pa te kovine delujejo kot onesnaževala. Če so tla kisla, so težke kovine lažje dostopne rastlinam. Z apnenjem tal se dvigne pH vrednost in zmanjša dostopnost težkih kovin. Če je v tleh več organskih snovi, pH tal pa je višji, rastline iz takšnih tal vsrkavajo manj težkih kovin. Z dodajanjem silicija, gline, kalcija ali zeolita lahko dodatno pripomoremo, da tla vežejo več kadmija, zaradi česar ni dostopen rastlinam. Remediacija onesnažene zemlje je nujno potrebna za sonaravni in trajnostni razvoj kmetijskih površin. Pri pridelavi vrtnin je priporočljivo odločati se za pridelavo v visokih gredah ali posodah (za polnitev uporabimo ustrezen rastni substrat), če nismo popolnoma prepričani v varnost tal.
Prehranske in preventivne smernice
- Izbira zelenjave: Posebej pri zeleni zelenjavi je potrebno biti pazljiv, saj večina zelenolistnate zelenjave vleče kovine in težke kovine iz zemlje. Pomembno je, da se pri izbiri zelenjave odločimo za čim bolj naravne vire.
- Priprava hrane: Živila rastlinskega izvora dobro speremo s pitno vodo, saj bomo tako odstranili velik del težkih kovin, ki se nahajajo na površini sadja in zelenjave. Pred pripravo zelenjave in sadja odstranimo pol centimetra debel sloj, z zelja pa najmanj tri liste, saj se težke kovine in pesticidi kopičijo v zgornjem sloju plodov. Pri zelenjavi se te snovi kopičijo tudi v jedru, zato ga odstranimo. Pri kuhanju mesa prvo vodo obvezno odlijemo, saj zlasti govedina lahko vsebuje radioaktivne snovi.
- Izogibanje onesnaženim območjem: Ne uživamo živil rastlinskega izvora, ki so gojena na onesnaženih območjih, kot so bližina topilnic, prometnih cest in odlagališč odpadkov. Enako velja za živila živalskega izvora, s previdnostjo pri mleku ali drobovini živali.
- Izbira rib: Izogibajmo se predvsem velikim ribam, v katerih so večje količine težkih kovin, predvsem živega srebra. Pri izbiri rib in drugih morskih sadežev se odločimo za manjše, saj imajo dokazano nižje vrednosti svinca kot večje.
- Izogibanje kajenju: Opustite kajenje ali sploh ne začnite kaditi, saj je cigaretni dim pomemben vir kadmija in drugih onesnažil.
- Higiena: Poostrimo higieno pri otrocih, ki se igrajo na prostem; ob prihodu v stanovanje naj si umijejo roke z vodo in milom.
- Voda: Če imamo svinčeno vodovodno omrežje, je potrebna takojšnja prenova.
- Zadosten vnos mineralov: Zadosten vnos ostalih mineralov preko hrane, da se težke kovine v prebavnem traktu težje absorbirajo. Pomanjkanje vitamina C, železa, kalcija, beljakovin in maščob pripomore k večji absorpciji svinca iz črevesja.
- Pozornost pri izdelkih: Pazljivo pri dezodorantih in antiperspirantih, ki lahko vsebujejo nekatere kovine, poleg tega pa zmanjšajo izločanje nekaterih težkih kovin iz telesa, ko preprečujejo potenje.
Razstrupljanje telesa iz težkih kovin (kelacija)
Postopek, s katerim telo očistimo težkih kovin, imenujemo kelacija. Izraz izvira iz grščine, pomeni pa »krempelj«. Kelacijo lahko izvedemo tudi sami, na popolnoma naraven način, z uživanjem živil, ki dokazano delujejo kot razstrupljevalci.
Naravne metode in živila za razstrupljanje
- Aminokisline: So odlične za čiščenje težkih kovin iz telesa. Najdemo jih v jajcih, ribah, belem mesu, mleku in drugi beljakovinsko bogati hrani. Aminokislina metionin, ki je v mlečnih izdelkih, mesu in ribi, je nujna za izločanje radioaktivnih elementov.
- Peteršilj: Ima skoraj čudežne zmožnosti pri boju s težkimi kovinami, saj telo očisti že v dveh tednih.
- Aktivno oglje: Eden od najstarejših naravnih razstrupljevalcev. Za čiščenje težkih kovin priporočajo 20 gramov aktivnega oglja na dan, razdeljenega na dva do štiri odmerke, kura naj traja 12 dni. Pripravimo ga lahko tudi sami iz orehove lupine.
- Česen in čebula: Sta bogata z žveplom, ki pomaga pri odplavljanju težkih kovin iz telesa. Dovolj sveže čebule in česna je pomembno, saj se mnoge težko kovine vežejo nanj in so tako manj toksične.
- Klorela: Ta zelena alga, bogata s klorofilom, čisti jetra, kri in črevesje.
- Vlaknine: Imajo pomembno vlogo pri uravnavanju prebave in izločanju toksinov iz telesa. Hrana, bogata z vlakninami, kot so polnozrnata živila, sadje in zelenjava, lahko pripomore k učinkovitemu čiščenju telesa. Kot osnovna hrana za ljudi, ki so bili obsevani, so priporočljiva živila, ki vsebujejo grobo celulozo (mandlji, koruza, leča, jabolka, oves, ajda, ječmen, fižol, zelje, nebrušeni riž, buča, korenje ali redkev).
- Voda: Naravno razstruplja, saj odplakne strupe iz telesa in je ključnega pomena za izločanje toksinov.
- Zeliščni čaji: Nekateri zeliščni čaji, kot so kopriva, regrat in šentjanževka, imajo diuretične lastnosti, ki spodbujajo izločanje toksinov skozi urin.
- Antioksidanti: Prehrana, bogata z antioksidanti, pomaga pri nevtralizaciji prostih radikalov, ki jih čezmerno ustvarjajo težke kovine.
- Kalcij: Vključimo hrano, bogato s kalcijem, ki zmanjšuje kopičenje radioaktivnega stroncija. Jajčna lupina domačih kokoši je odličen vir kalcija in preprečuje kopičenje stroncija-90 v kostnem mozgu.
- Selen: Je mineral, ki naredi živo srebro manj toksično.
Dodatne tradicionalne in naravne metode
- Sirotka: Mlečna sirotka, pripravljena s sladkorjem in kislo smetano, ali sirotka iz plodov divjega kostanja naj bi pomagala pri izločanju radioaktivnih snovi.
- Lanena semena: Pripravek iz kuhanih lanenih semen, pit v velikih količinah, naj bi pomagal pri razstrupljanju.
- Otrobi: Grobe pšenične otrobe, prelite z izvlečkom iz šipka, se uporablja za razstrupljanje.
- Borove iglice: Mlade borove vršičke, posute s sladkorjem ali prelite z medom, se uživa za vsrkanje težkih kovin in radioaktivnih elementov.
Za izločanje radioaktivnih elementov so še posebej priporočljivi: granatno jabolko, rozine, črni ribez, orehi, česen, rdeča pesa, peteršilj, rdeča čebula, suhe marelice in alge. Priporočljivi so tudi pripravki iz suhih sliv, koprive, naravno rdeče vino in sokovi z barvnim pigmentom, kot sta grozdni sok in sok iz granatnih jabolk.
